生产中的PVC电子线线径检测系统研发

2018-03-06 09:43

引言

PVC电子线由单条或多条导电铜丝组成，表面被一层绝缘体裹着，防止接触到导电体。市面上流通PVC电子线的规格有UL1007、UL1061、UL1051、UL1571等，PVC电子线内部导体按正常标准应分裸铜和镀锡铜两种。其绝缘厚度均匀，方便剥皮及剪裁，被用于电子、电器设备内部连接。

传统的电子线外径测量通常采用千分尺或游标卡尺等接触式测量，接触测量不可避免会产生形变误差、被测物体损伤、读数误差等问题，在生产现场测量时非常麻烦，不能做到在线实吋测量，只能抽检。随着技水的不断发展，质量要求也不断提高，在线非接触式检测成了必然的发展趋势。本文主要介绍了外径检测、厚度检测，导电铜丝的线径尺寸检测，并且本文介绍的均为非接触检测设备。

1、CCD非接触式测量

CCD图像测量技术在国内外发展很快，已广泛应用于几何尺寸测量、航空遥感测量、精密复杂零件微尺寸测量和外观监测、以及光波干渉图、应力应变场状态分布图等和图像有关的技术领域，这主要得益于它所使的 CCD摄像器件具有体积小、质量轻、结构简单、功耗低、集成度高、信噪比高、灵敏度高、频谱范围广、易于计算机连接使用等优点。另外，CCD图像测量技术的发展除了由于应用领域的不断发展之外，还得益于计算机技术的突飞猛进和数字图像处理技术的日益完善。低价位微处理器支持的并行处理技术；用于图像数字化的低成本的图像卡；用于大容量、低成本存储阵列的新存储技术；以及低成本、高分辨率的彩色显示系统等等，更进一步的刺激着这一领域的成长。

现在，许多大学和科研机构都利用CCD摄像器件与现有的光学仪器相结合，对目视的光学仪器进行改造，研制出了大量的应用图像测量技术进行测量的新型光电仪器。电子线测径仪就是采用CCD芯片制造的图像法非接触式的在线检测设备。

CCD测径

电子线测径仪采用光学成像系统，检测的核心部件为光电测头，每组测头由发射镜头和接收镜头组成。发射镜头内点光源发出的光通过发射透镜形成平行光视场射向接收镜头。平行光再由接收透镜聚焦，通过位于焦点位置的光阑小孔后在接收单元上成像。当视场中通过被测物时，被测物遮挡的部位将在接收单元的芯片上呈现出边界清晰的阴影。通过光电转换和数字化处理，即可通过阴影的宽度计算出被测物的直径。

2、测头组成

2.1、发射镜头

发射镜头是一个发光部件，电子线测径仪的发射镜头采用了平行光管的准直平行光光学结构，LED点光源的光束通过该结构发出准直平行光光学结构，LED点光源的光束通过该结构发出准直平行光，形成高精度的测量视场。

2.2、接收镜头

接收镜头的光学结构与发射静头相同，但其作用是将视场内的平行光束聚焦，光束通过焦点后在CCD芯片上成像。当被测物通过视场时，平行光束和被测物遮挡的阴影会清晰的呈现在CCD芯片上。在接收镜头的焦点处，设置了一个小孔光阑，其作用是将因镜片球差和镜头内漫反射产生的杂光滤除，以提高成像质量和测量精度。

2.3、CCD芯片

CCD芯片是光电转换元件，它能够把接收到的光信号转化为电信号。镜头接收到的光束和阴影在CCD芯片上成像后，CCD芯片就会输与之相应的电信号。电子线测径仪采用的是扫描频率15MHz、每个像元4.7μm的高频线阵CCD芯片，有力的保障了测头的高频率、高精度测量。

2.4、信号采集、计算系统

CCD芯片输出的电信号通过采集、计算后可根据阴影部分的长度直接计算出被测物的外轮廓尺寸。电子线测径仪是集CCD驱动、信号采集和数据计算三位一体的电路结构，直接输出数字信号。没有模拟信号的传输环节你，避免了模拟信号受到干扰引起的数据不准现象。

3、电子线测量

电子线的线径、厚度几种检测设备均是以光电测量原理为基础的测量设备。测径仪为非接触式的无损检测设备，可以在线检测电子线的线径尺寸。

3.1、导电铜丝的测量

导电铜丝非常的细，LPXJ15.1单路测径仪测量导电铜丝的线径尺寸，可测量0.1~10mm范围内的导电铜丝尺寸，并且测量精度可以达到0.003mm。对导电铜丝的检测，可检测到所用铜丝尺寸的合格有否，并且检测为每秒检测500个数据，因此检测到的导电铜丝的每部分也都实时得到检测，保证了其每一部分的质量。

3.2、电子线线径检测

电子线线径检测同样采用光电测径仪进行测量，可以实时检测线径尺寸，同时，能通过控制牵引机或挤出机的速度来控制电子线的线径尺寸，使电子线的每一部分都在标准规格内生产，误差小，质量高，当电子线尺寸较粗时，通过增加牵引机的速度来使其达到规定尺寸，当电子线较细时，则降低牵引机的速度。而挤出机的控制则正好相反。